Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 11
1.1 Общие сведения о микротрубочках 11
1.2 Строение и свойства микротрубочек
1.2.1 Cтруктура микротрубочек. 12
1.2.2 Динамическая нестабильность 15
1.2.3 Феномен «старения» микротрубочек 17
1.2.4 Размер слоя ГТФ-димеров на конце микротрубочки 21
1.2.5 Структурные данные 26
1.3 Математическое моделирование микротрубочки 27
1.3.1 Общие принципы моделирования микротрубочки 27
1.3.2 Молекулярно-кинетические модели 29
1.3.3 Кинетико-механические модели 35
1.3.4 Механические модели. Статическое моделирование и метод Метрополиса Монте-Карло 38
ГЛАВА 2. Материалы и методы 42
2.1 Описание модели 42
2.1.1 Типы взаимодействий в решетке микротрубочки 42
2.1.2 Продольные и поперечные взаимодействия 42
2.1.3 Изгибные взаимодействия. 44
2.1.4 Нахождение полной энергии системы 45
2.1.5 Вычисление градиента энергии 45
2.2 Алгоритм вычислений 46
2.2.1 Метод броуновской динамики 46
2.3 Определение параметров модели 51
2.4 Обработка результатов вычислений
2.4.1 Нахождение скоростей роста и разборки микротрубочки 54
2.4.2 Нахождение времени катастрофы 54
2.4.3 Переход от ускоренной к реалистичной константе гидролиза
2.5 Численная характеристика конфигурации конца микротрубочки 56
2.6 Упрощенная модель эволюции микротрубочки 59
ГЛАВА 3. Результаты 60
3.1 Сравнение результатов моделирования с имеющимися экспериментальными данными 60
3.2 Феномен «старения» в модели 63
3.2.1 Неэкспоненциальное распределение времен жизни микротрубочек 63
3.3 Существующие в литературе гипотезы, направленные на объяснение
«старения» 67
3.3.1 Модель накопления необратимых дефектов 67
3.3.2 Отсутствие медленных изменений конформации конца микротрубочки 70 3.4 Влияние конфигурации конца микротрубочки на ее стабильность 74
3.4.1 Метастабильное состояние микротрубочки в отсутствии ГТФ-колпачка 74
3.4.2 Влияние искривленных олигомеров на переход к катастрофе 78
3.4.3 Связь между процессом «старения» и накоплением искривленных протофиламентов 81
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов 85
4.1 Броуновская динамика в моделировании микротрубочки 85
4.2 Катастрофы как результат флуктуаций в состоянии конца микротрубочки 86
4.3 В основе механизма катастрофы лежат короткоживущие обратимые молекулярные события на конце микротрубочки 88
Заключение 93
Выводы 94
Благодарности 95
Список сокращений и условных обозначений 95
Список литературы 96
